《0901机电曹焕03.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《0901机电曹焕03.doc（21页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、中图分类号 250 学校代码 250 UDC 密 级 0901机电 海宁高级技工学校毕业论文桥梁工程 Bridge Englineering作 者 曹焕 导 师 毛建忠 申请学位 数控高级工 培养单位 海宁高级技工学校 学科专业 机电一体化 研究方向 数控方向 答辩委员会主席 评 阅 人 二一二年六月致谢论文是在我的指导老师毛建忠老师的亲切关怀与细心指导下完成的。从课题的选择到论文的最终完成，毛建忠老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持，并且在耐心指导论文之余，毛建忠老师仍不忘拓展我们的文化视野，让我们感受到了文学的美妙与乐趣。值得一提的是，毛建忠老师宅心仁厚，闲静少言，不慕荣利，对学生认真负
2、责，在他的身上，我们可以感受到一个学者的严谨和务实，这些都让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。毕竟“经师易得，人师难求”，希望借此机会向毛建忠老师表示最衷心的感谢！ 此外，本文最终得以顺利完成，也是与学校其他老师的帮助分不开的，虽然他们没有直接参与我的论文指导，但在开题时也给我提供了不少的意见，提出了一系列可行性的建议，在此向他们表示深深的感谢！摘 要桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。自从有了铁路以
3、后，桥梁所承受的载重逐倍增加，线路的坡度和曲线标准要求又高，且需要建成铁路网以增大经济效益，因此，为要跨越更大更深的江河、峡谷，迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料，显然不合要求，而钢材的大量生产正好满足这一要求。 关键词：桥梁工程AbstractBridge engineering refers to the bridge surveying, design, construction, conservation and test process, as well as to study the process of science and engineering, whi
4、ch is a branch of civil engineering. Bridge engineering development depends primarily on the needs of its transportation. Ancient bridges to the passage of people, livestock, loading small deck longitudinal slope can be steeper, and even laying step. Since have railway bridges to withstand load-by-t
5、imes increase in the slope of the line and curve of standard requirements and the need to build a railway network in order to increase the economic benefits, therefore, to go even deeper rivers, canyons, forcing the bridge to the development of large span. Stone, wood, cast iron, wrought iron bridge
6、 materials, is clearly undesirable, and the mass production of steel just to meet this requirement. Keywords: Bridge Engineering目 录摘要I目录V1 绪论11.1 概述12桥梁的基本组成部分和分类72.1桥梁的基本组成部分2.2桥梁的基本分类8 结论3参考文献4附录15作者简历6论文原创性声明7III1 绪论1 绪论 1 Introduction1.1 概述（Introduction）传统的说法 桥梁主要由桥跨结构、墩台、基础、附属工程等部分组成。随着大型桥梁的增多、
7、结构先进性和复杂性的增强、对桥梁使用品质的要求越来越高，传统提法的局限性逐渐显露。现在的提法： 桥梁由五大部件与五小部件组成。1.1.1 桥梁的基本组成所谓“五大部件”是指桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与下部结构，它们必须通过承受荷载的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。五大部件：1）桥跨结构(或称桥孔结构、上部结构)。路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等）的结构物。2）支座系统。支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构预计的在荷载、温度变化或其他因素作用下的位移功能。3）桥墩。是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。4）桥台。设在桥的两端；一端与路堤相接，并防
8、止路堤滑塌；另一端则支承桥跨上部结构的端部。为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护工程。5）墩台基础。是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。前两个部件是桥跨上部结构，后三个部件是桥跨下部结构。 所谓“五小部件”，是直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。五小部件：1）桥面铺装(或称行车道铺装)。 铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别是在钢箱梁上铺设沥青路面时，其技术要求甚严。2）排水防水系统。应能迅速排除桥面积水，并使渗水的可能性降至最小限度。城市桥梁排水系统
9、应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。3）栏杆（或防撞栏杆）。它既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的最佳装饰件。4）伸缩缝。桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙，以保证结构在各种因素作用下的变位。为使行车顺适、不颠簸，桥面上要设置伸缩缝构造。5）灯光照明。现代城市中，大跨桥梁通常是一个城市的标志性建筑，大多装置了灯光照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。一、按使用性分：公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。 二、按跨径大小和多跨总长分为：特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞。 其中： 特大桥：多孔跨径总长500米， 单孔跨径100 米 大桥：多孔跨径总长100米，单孔跨
10、径40 米 中桥：30米多孔跨径总长100米， 20单孔跨径40 米 小桥：8米多孔跨径总长300米， 5单孔跨径20米 涵洞：多孔跨径总长8米， 单孔跨5米 三、按行车道位置分为：上承式桥、中承式桥、下承式桥。 四、按承重构件受力情况可分为：梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥（斜拉桥、悬索桥）。 五、按使用年限可分为：永久性桥、半永久性桥、临时桥。 六、按材料类型分为：木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。1.1.2桥梁的基本分类1、梁式桥以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较方便，因此广泛用于中、 小
11、跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用的较少。过去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作,也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁.实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因，木桥现在已基本上不采用， 石板桥也只用作小跨人行桥。 根据实腹梁的截面形式可分为板梁、形梁、T形梁或箱形梁等按照主梁的静力图式，梁桥又可分为简支
12、梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。 简支梁桥： 主梁简支在墩台上，各孔独立工作，不受墩台变位影响。实腹式主梁构造简单，设计简便，施工时可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。因此，目前趋向于把主梁作成为简支，而把桥面作成为连续的形式。简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨径桥一般不用简支梁。连续梁桥： 主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将35孔做成一联，在一联内没有桥
13、面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376米。 悬臂梁桥： 又称伸臂梁桥。是将简支梁向一端或两端悬伸出短臂的桥
14、梁。这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。悬臂梁桥往往在短臂上搁置简支的挂梁，相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥孔称为悬臂孔或挂孔，支持短臂的桥孔称为锚固孔。悬臂梁桥的每个挂孔两端为桥面接缝，悬臂端的挠度也较大，行车条件并不比简支梁桥有所改善。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长，施工安装上相应要困难些。目前对预应力混凝土悬臂梁桥多采用悬臂拼装或悬臂浇筑的方法施工。为适应悬臂施工法的发展，保证主梁的内力状态和施工时一样，出现一种没有锚固孔，并把悬伸的短臂和墩身直接固结在立面上，形成预应力混凝土 T形刚架桥，这种桥在20世纪50年代后发展起来。2、拱式桥拱桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈
15、)作为主要承重构件的桥梁。 按照主拱圈的静力图式，拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。 三铰拱是静定结构，其整体刚度较低，尤其是挠曲线在拱顶铰处产生折角，致使活载对桥梁的冲击增强，对行车不利。拱顶铰的构造和维护也较复杂。因此，三铰拱除有时用于拱上建筑的腹拱圈外，一般不用作主拱圈。 两铰拱取消了拱顶铰，构造较三铰拱简单，结构整体刚度较三铰拱为好，维护也较三铰拱容易，而支座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小，因此在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方，可采用两铰拱桥。 无铰拱属三次超静定结构，虽然支座沉降等引起的附加内力较大，但在荷载作用下拱的内力分布比较均匀，且结构的刚度大，构造简单，施工方便,因此无
16、铰拱是拱桥中,尤其是圬工拱桥和钢筋混凝土拱桥中普遍采用的形式。 按照主拱圈的构成形式，拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等。 板拱： 拱圈横截面呈矩形实体截面,它横向整体性较好、拱圈截面高度小、构造简单,但抵抗弯矩能力较差，一般用于圬工拱桥。1972年建成的四川九溪沟桥为石砌的板拱桥，跨径达到116米,为目前世界上最大跨径的石拱桥。 肋拱： 拱圈是由两条或多条拱肋组成，肋与肋之间用横系梁相联系，拱肋形状可以是矩形、工字形、箱形或圆管形，它的抗弯能力较板拱为优,用料较省,但制作较板拱复杂，多用于钢筋混凝土拱桥或钢拱桥。1960年建成的瑞典恩斯科洛夫约桥，跨径为278米,为目前最大的钢管
17、拱桥。 双曲拱： 60年代以后,在中国采用的一种拱式桥梁.它在横向除有拱肋外,还有由拱波、拱板等构成的小拱将整个拱圈联结成整体，它在施工时可以将拱肋、拱波预制,安装后再浇筑拱板,减轻吊装重量，并可以不用拱架，或只需用简单支架，为混凝土拱桥提供了一种新的结构形式和简便易行的施工方法。但需采取措施保证拱圈的整体性。1969年建成的河南省前河桥跨径为150米，为目前跨径最大的双曲拱桥。 箱形拱： 横截面可为整体多室箱形或分离箱形。混凝土或钢筋混凝土箱形拱也可采用无支架施工。它的整体性、横向稳定性和抗扭性能都较双曲拱的结构为好，但在中、小跨径时不如双曲拱简便和节省钢材。1979年建成的南斯拉夫克拉克桥
18、，跨径为390米,是当前世界上最大的钢筋混凝土箱形拱桥。 桁架拱： 拱圈由桁架构成，可做成桁肋拱或肩拱形式。桁架拱的材料用量较经济，但桁架的某些杆件将承受拉力,故主要用在钢拱桥或预应力混凝土拱桥中。1976年建成的美国新河桥,跨径为518米，为目前跨径最大的钢桁架拱桥。 拱桥主拱圈沿桥跨方向的形状，可以做成横截面尺寸沿拱轴线不变的等截面拱，或者做成横截面尺寸由拱脚向拱顶逐渐变化的变截面拱。变截面拱能较好地适应拱圈内力的变化，用料较经济；等截面拱构造简单、施工方便，因而采用较普遍。 主拱圈的拱轴线形状，对拱圈截面的应力大小将产生直接影响。一般尽量使拱轴线与荷载作用下的拱圈压力线相吻合，以减小截面
19、的弯矩值。当不计拱圈弹性压缩及其他因素的影响时，拱在均布荷载作用下的压力线为抛物线;在由拱顶向拱脚按拱轴线形状逐渐增大的分布荷载作用下,拱的压力线将为悬链线；而圆弧线线形最简单，利于施工。故这几种线形成为拱桥中常用的拱轴线形状。 拱还可按拱上建筑的形式不同而分为实腹式拱和空腹式拱。实腹式拱是将主拱圈以上至桥面间的空间全部用填料填实，一般用于小跨径的桥梁；空腹式拱则在主拱圈以上设有横桥向贯通的腹孔，一般用于中等以上跨径的桥梁。赵州桥是现存修建最早的空腹式拱桥。 在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力，还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比
20、梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥（桥面在拱肋的上方）、中承式拱桥（桥面一部分在拱肋上方，一部分在拱助下方）与下承式拱桥（桥面在拱肋下方）。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥，桥面必须保持一定的平直度，不能直接铺在曲线形的拱肋上，因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。 下承式拱桥可做成系杆拱，即在拱脚处用一报称为系杆的纵向水平受拉杆件将两拱脚连接起来。此时作用于支座上的水平推力就由系杆来承受，支座不再承受水平方向的力。这样做可以减轻地基承受的荷载，特别是在地质状况不良时。3、斜拉桥斜拉桥由主梁、斜向拉紧主梁的钢缆索以及支承缆索的索塔等部分组成。斜拉桥的缆
21、索张拉成直线形,整个结构为几何不变体,其刚度比悬索桥大。主梁同弹性支承上的连续梁的性能相似。斜拉桥的跨径一般在梁桥和悬索桥之间。1977年法国建成的布鲁东纳桥，跨径达320米,是目前世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥；1975年法国建成的卢瓦尔河钢斜拉桥,主跨径为404米。斜拉桥在构造上有单塔或双塔、单面布索或两面布索、密索或少索等形式，索的布置也有不同的放射形式，塔、梁、墩之间铰接或固接等也有多种类型。 斜拉桥日文称斜张桥，德文称斜索桥，英文称拉索桥（Cable Stayed Bridge）。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看，一根斜拉索就是代替一个桥墩的（弹性
22、）支点，从而增大了桥梁的跨度。 斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制，所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中，由于电子计算机的出现，解决了索力计算难的问题，以及调整装置的完善，解决了索力的控制问题，使得斜拉桥成为近50年内发展最快，应用日广的一种桥型。4、悬索桥悬索桥又名吊桥，是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。悬索桥由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成（图6 悬索桥示意图）。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢绞线、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点,因此
23、悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大跨径可以达到1000米以上。1981年建成的英国恒比尔悬索桥的跨径为1410米，是目前世界上跨,径最大的桥梁。悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。 按照桥面系的刚度大小，悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁，因而刚度较小，在车辆荷载作用下，桥面将随悬索形状的改变而产生S形的变形，对行车不利，但它的构造简单，一般用作临时性桥梁。刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强，刚度较大。加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。除以上形式外，为增强悬索桥刚度，还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式，但
24、构造较复杂。 桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge，是悬挂的桥梁之意，故也有译作吊桥的。吊桥的悬挂系统大部分情况下用索做成，故译作悬索桥，但个别情况下，索也有用刚性杆或键杆做成的，故译作悬索桥不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反，悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行，为了保持桥面具有一定的平直度，是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是，作为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时,桥面随着悬索一起变形,现代悬索桥一般均设有刚性梁（又称加劲梁）。
25、桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中，个别也有固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。78 结论8 结论8 Conclusions本文从自然因素、外部环境和内部结构等方面，详细分析了影响我国桥梁的结构，建筑桥梁与桥梁样式，构建了我国桥梁坚固要求指标体系，对我国桥梁建筑进行理论解说。(1)以高强、轻质、低成本为选择的主要依据，近期仍以发展传统的钢材和混凝土为主，提高其强度和耐久性。对于建筑钢材的脆断机理、初始几何缺陷等，以及混凝土材料的非弹性问题(收缩徐变以及疲劳等)，将继续作充分的研
26、究，使能正确控制结构的受力和变形。至于碳纤维塑料等在桥梁上的广泛应用，还必须在降低成本以后才有可能，对施工组织将充分利用电子计算机进行经济有效的管理。在施工技术中，将不断引用新技术和高效率、高功能的机具设备，借以提高质量、缩短工期、降低造价。如采用激光测量控制结构的精确定位；引用自升式水上平台克服深水基础的困难；利用遥控设备在沉井、沉箱中挖基，以减少劳动强度并避免人身危险；利用高质量的焊接技术，借能推广工地焊接等，此外，装配式桥梁也将有所发展，以使结构和构件标准化，生产工业化。参考文献 1 赵州桥 赵州桥又名安济桥，建于隋大业(公元605-618)年间，是著名匠师李春建造。桥长64.40米，跨
27、径37.02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有二个小孔，不是实的，故称敞肩型，这是世界造桥史的一个创造（没有小拱的称为满肩或实肩型）。2 千古风流一名桥-广济桥 广济桥，俗称湘子桥，在潮州古城东门外，横跨韩江，居闽、粤交通要律，以“十八梭船廿四洲”的独特风格，与赵州桥、洛阳桥、卢沟桥等同居中国名桥之列，被著名桥梁专家茅以升誉为“世界上最早的开合式桥梁”，现为全国重点文物保护单位。3 万安古渡洛阳桥 漫步在福建惠安的洛阳桥上，仿佛与历史进行一次对话。于是，巨大的石梁不再沉默，中亭与碑亭也平添几分生动，石塔上飞翘的莲花瓣和模糊的佛像浮雕也变得灵性盈盈，连筏形桥墩
28、也活脱起来，用同一种古老的语言，讲述很久很久以前关于桥的故事与传说。4 卢沟桥 卢沟桥景区位于北京西南丰台区境内，景区内卢沟桥、宛平城既是著名的古迹，也是中国人民抗日战争的重要纪念地。1987年这里新建了抗日战争纪念馆。卢沟桥始建于金代，因跨卢沟河(今永定河)得名，是北京现存最古老的石造联拱桥。附录1桥梁施工的步骤1、下部结构施工；一般包括基础、承台、桥墩，桥墩高的话还有系梁，简支梁的话要有盖梁，连续梁的话桥墩处一般不设盖梁。 基础施工如果是扩大基础的话就是要挖掘机挖基坑，然后绑钢筋浇筑混凝土。桩基础的话就是钻孔，然后下钢筋笼，浇筑混凝土。 基础弄完了就绑承台钢筋，浇筑承台混凝土。然后再进行墩
29、柱的施工，也是绑钢筋浇筑混凝土，当然要用模板了。 然后的话就要埋支座了。2、上部结构施工；这里有预制和现浇两种。如果是预制的就直接把预制好的梁架设到桥墩上，现浇的话就要绑钢筋浇筑混凝土。预制的；梁架设完了后一般还要浇筑湿接缝或者是铰缝的。然后就准备桥面铺装了。3、附属工程；也就是护栏，排水，护坡什么的。公路桥和铁路桥差别还比较大。作者简历一、基本情况姓名：曹焕 性别：男 民族：汉 出生年月：1993-02-28 籍贯：浙江省嘉兴市2000-092006-06 海宁盐官中心小学毕业2006-092009-06 海宁盐官中学毕业2009-09至今 海宁高级技工学校就读二、学术论文1. 桥梁工程2012（1）。三、获奖情况1. 学生组安慰奖。四、研究项目1. 桥梁的基本组成和分类 桥梁的基本组成和分类隐藏, 编号：国建筑技术（2012）250号,参加人员。论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文桥梁工程，是本人在导师指导下，在就读高级技工学校期间进行的学习所取得的成果。据我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：曹焕 2012年6 月8日